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黑洞系统磁场位形的起源及其天体物理应用

作　者: 赵呈选
导　师: 汪定雄
学　校: 华中科技大学
专　业: 理论物理
关键词: 黑洞吸积盘磁场电流分布 QPO
分类号: P145.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 23次
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内容摘要

本文阐述了黑洞系统的大尺度磁场位形与黑洞吸积盘内区连续分布的环向电流的关联,计算得到环向分布的电流产生的大尺度磁场位形。大尺度磁场作为黑洞和吸积盘之间能量转移的载体,是黑洞系统中各种磁耦合过程有效进行的重要因素,例如,BZ、MC、BP等过程。本文的工作主要集中在以下几个方面:首先,介绍了天体物理中关于空间磁场的观测方法和观测效应,在黑洞系统的提能过程中磁场强度的大小无疑是非常重要的,但是目前对黑洞吸积盘磁场强度的大小只是一个大致的估计。星系磁场观测技术的发展对黑洞系统磁场强度的获得以及改进黑洞磁层理论都是非常重要的。其次,我们讨论了几种大尺度磁场的提能机制,如BZ、MC和BP等过程,并讨论了几个机制的共存模型。理论上得出,不同的共存模型可以很好地拟合许多天文观测,例如:BZ-MC共存模型解释了提取黑洞旋转能的过程、黑洞双星高频QPO中的3:2比,同时估计了黑洞自转参数的范围;BZ-MC-BP共存模型解释了喷流的“剑-鞘”结构等。最后,我们重点讨论了大尺度磁场的起源问题,采用连续分布的电流环计算了大尺度的MC磁场位形。根据闭合磁力线连接不同的对象,把磁场位形分成4种类型,即:连接黑洞与负载盘的磁力线(MCHD);连接吸入区与吸积盘的磁力线(MCPD);连接黑洞与遥远的天体物理负载的磁力线(MCHL);连接内外吸积盘的磁力线(MCDD)。并且利用盘-盘耦合磁场拟合了多个源的准周期振荡(QPO),发现不同频率的QPO对应不同的幂律指数。本文为探索大尺度磁场位形的起源和应用提供了一种有效的途径。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 黑洞与吸积盘理论  8-12
  1.2 黑洞X 射线双星  12-14
  1.3 本文的内容简介及主要结论  14-16
2 天体物理中空间磁场的观测方法和观测效应  16-22
  2.1 天体磁场的测量原理  16-19
  2.2 星系磁场的测量  19-22
3 几种大尺度磁场的提能机制  22-31
  3.1 BZ 和MC 过程  22-24
  3.2 BZMC 共存模型及其应用  24-27
  3.3 BZ-MC-BP 共存模型及其应用  27-31
4 大尺度磁场起源的研究  31-46
  4.1 磁场的产生机制介绍  31-35
  4.2 连续电流环模型  35-46
5 总结与展望  46-48
致谢  48-49
参考文献  49-54
附录1 攻读学位期间发表的论文目录  54

黑洞系统磁场位形的起源及其天体物理应用

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